熟悉 Java 的朋友一定知道 Java 虛擬機了，熟練掌握 Java 虛擬機是一個高級工程師的基礎素養哦，當然面試官在問到 Java 虛擬機的時候，一定會問到 垃圾回收算法的。
2020年的金三銀四很快就要來了，不知道朋友們有沒有在夜深人靜的時候，放下手機裏的小姐姐，仔細捋一捋垃圾回收算法呢？沒有也沒關係哦，今天我們就來一起捋一下。
技術背景需要先了解一下
按道理，裝逼的正確姿勢需要從什麼是 Java，Java 的發展史，Java 虛擬機說起的，但我們今天不裝逼，假設各位聰明的小夥伴都知道了，我們直奔主題
哪些內存需要回收
大家都知道，虛擬機的內存結構包括以下五個區域：方法區、堆、虛擬機棧、本地方法棧、程序計數器。其中，虛擬機棧、本地方法棧、程序計數器是線程私有的區域，隨線程生而生，隨線程滅而滅，所以不存在垃圾回收的說法。我們重點需要關注的是堆和方法區兩個區域。
在回收之前，需要知道哪些對象可以回收，哪些對象不可以被回收。這就需要知道哪些對象不可回收的算法。
1、引用計數算法
引用計數算法是垃圾回收的早期策略，也是一個非常簡單和高效的策略。主要原理是：給對象添加一個引用計數器，每當有一個地方引用到這個對象時，就給對應的計數器加1；當引用失效，超過了生命週期或者設置爲一個新值時，就給計數器減1. 任何計數器爲0的對象，就是垃圾收集的對象了。
但是有一個缺點是，它很難解決對象之間的循環引用問題。
比如，對象1的一個屬性引用了對象2，對象2的一個屬性引用了對象1，當把對象1和對象2都設置爲 null 時，堆中它們的屬性仍然引用着對方，導致永遠都不可能被回收了。
2、可達性分析算法
主流的商用編程語言，如 Java，C#，古老的 Lisp，的實現都是用可達性分析算法來判定對象是否存活的。它的理論基礎是離散數學的圖論，即把所有的引用關係看成是一張圖，通過一系列的稱爲 “GC Roots” 的對象作爲起點，從這些節點開始向下搜索，直到遍歷完所有對象，最終那些沒有被遍歷到的對象就可以被判定位可回收的對象。
如上圖，ObjD 和 Obj E，就是可以回收的對象
常用的垃圾回收算法
說了半天，終於到主角登場了。
1、標記-清除算法
顧名思義，算法分爲 “標記” 和 “清除” 兩個階段。
標記階段，根據上文提到的垃圾判定的算法來標記哪些對象時垃圾；
清除階段，標記完成後，統一回收所有被標記對象。
它是最基礎的算法，因爲後續的算法都是基於這種思路，並且對其不足的地方改進後得到的。
它有兩個缺點，一是效率不高，標記和清除兩個階段的效率都不高；二是空間問題，標記清除之後，會產生大量的不連續的內存碎片。
2、複製算法
複製算法的提出是爲了克服效率和碎片過多的問題。它的基本思想是：將內存分爲大小相同的兩塊，每次只使用其中的一塊。當其中一塊的對象滿了，就用標記算法，將還存活的對象移動到另外一塊上，然後一次性回收掉這一塊對象。
因爲每次都是對一整塊內容進行回收，也就不用考慮內存碎片等複雜的情況，只要移動棧頂的指針，按順序分配內存即可。
現代的商業虛擬機都是採用這種算法來回收新生代。但是不是 1:1 分配的，而是將內存分爲一塊較大的 Eden 區和兩塊較小的 Survivor 區。每次只使用 Eden 和 其中一塊 Survivor 區。每次回收時，把 Eden 和 一塊 Survivor 區還存活的對象一次性複製到 另一塊 Survivor 區來，最後清理掉 Eden 和 其中一塊 Survivor 區。
3、標記整理算法
標記 - 整理算法 採用 和 標記 - 清除算法一樣的方式進行對象的標記，但在清除時不同，不是直接清除，而是把所有的對象都向一端移動，然後直接清理掉端邊界以外的內存
4、分代收集算法
當代虛擬機的垃圾都是採用了 “分代收集” 算法，它並沒有新的思想，而是根據對象聲明週期不同，將內存 劃分爲若干個不同的區域，一般講內存劃分爲“新生代”和“老年代”，在堆之外，還有一個“永久代”。
在 “新生代” 中，每次都有大量的垃圾需要回收，那就選用複製算法；而在 “老年代” 中，對象的存活率高，就必須使用 “標記 - 清理” 或者 “標記 - 整理” 的算法來進行回收。
好了，到這裏爲止，垃圾回收的相關算法思想都講完了，但是還是遠遠不夠的，因爲不同的垃圾收集器，使用了不同的垃圾回收算法，回收的策略也會不一樣，後續還會繼續更新。
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